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La caracterización de la variabilidad espacial de las propiedades del suelo y la complejidad de factores que inciden en el rendimiento de los cultivos, constituyen los principales desafíos para la adopción de tecnologías para el manejo sitio específico. Los avances en técnicas de sensoramiento directo del suelo han sido ampliamente documentados como métodos rápidos, eficientes y precisos para la delimitación de zonas de manejo a escala de lote. Entre ellos, la Conductividad Eléctrica aparente del suelo (CEa) ha sido estudiada debido a que su determinación geofísica está influenciada por una combinación de propiedades físico químicas del suelo que incluyen contenido y mineralogía de arcillas, contenido de agua, materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico y temperatura del suelo. El objetivo fue determinar la existencia de la variabilidad espacial de propiedades del suelo a partir de su relación con la CEa, utilizando a ésta como variable predictora para la delimitación de zonas de manejo homogéneo. Tres lotes agrícolas ubicados en el Partido de Tres Arroyos fueron utilizados. A cada lote se le realizaron mediciones de CEa, altura y profundidad efectiva (PE). La CEa fue determinada a partir del sensor Veris 3100 a dos profundidades: 0-30 cm (CEa30) y 0-90 cm (CEa90). A partir del análisis geoestadístico se diferenciaron dos zonas de CEa para cada lote, dentro de las cuales se procedió al muestreo de suelo a dos profundidades 0-30 y 30-90 cm. Las propiedades analizadas fueron materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico, pH, conductividad eléctrica del extracto y textura. Las propiedades de suelo y su asociación con zonas de CEa fueron analizadas utilizando ANOVA con un diseño de factores anidados. La relación entre CEa con altura y PE se evaluó mediante regresión espacial. Los resultados indican que las relaciones entre las propiedades del suelo y las zonas de CEa no fueron consistentes. El contenido de arcilla presentó diferencia significativa entre zonas de CEa30 en todos los lotes y no se hallaron diferencias significativas entre zonas de CEa90. No se presentó relación significativa entre la altura y la CEa30 en ninguno de los lotes. Se presentó relación significativa entre la PE y la CEa30. A partir de este estudio se concluye que los valores altos de CEa30 estuvieron relacionados a zonas someras debido a su mayor contenido de arcilla. Para la CEa90, es posible que la variabilidad en profundidad del horizonte petrocálcico haya interferido en la medición de la CEa. / The characterization of the spatial variability of soil properties and the complexity of factors that affects crop yield are the major challenges for the adoption of technologies for site-specific management. Advances in direct soil sensing techniques have been widely documented as rapid, efficient and accurate methods for management zone at field scale. Among them, the apparent electrical conductivity of soil (ECa) has been studied because its determination is influenced by a combination of soil physical and chemical properties including clay mineral content, water content, organic matter, cation exchange capacity and soil temperature. The objective was to determine the existence of the spatial variability of soil properties from its relationship with ECa, using it as a predictor for the delimitation of homogeneous management zones. Three agricultural fields located in Tres Arroyos Department were used. ECa measurements, elevation and effective depth (ED) were evaluated at field scale. ECa was measured using Veris 3100 sensor at two depths: 0-30 (ECa30) and 0-90 cm (ECa90). A geostatistical analysis was performed to differ two ECa zones for each field, within which we proceeded to soil sampling at two depths 0-30 and 30-90 cm. The properties analyzed were organic matter, cation exchange capacity, pH, electric conductivity of the extract and texture. The soil properties and its association with ECa zones were analyzed using ANOVA with nested factors design. The relationship among elevation and ED with ECa was assessed using spatial regression model. The results indicate that the relationship among soil properties and ECa zones were not consistent. Clay content was significantly different among ECa30 zones in all fields and no significant differences among ECa90 areas were found. No significant relationship among elevation and ECa30 in any fields. Significant relationship among the ED and ECa30 was found in all fields. From this study we conclude that ECa30 high values will be related to shallow zones because of its higher clay content. For ECa90, it is possible that the variability in depth petrocalcic horizon could be interfered in ECa measurement.

Ingeniero Civil Mecánico / Los Elastómeros Electro-Sensibles son materiales que se caracterizan por sufrir grandes deformaciones en presencia de un campo eléctrico. Debido a esto la atención de los científicos se ha centrado en estudiar el comportamiento de estos materiales con el propósito de determinar su potencial uso como actuadores, para músculos artificiales en robótica y para aplicaciones biomédicas en prótesis entre otras aplicaciones. El comportamiento de estos materiales ha recibido la atención de los investigadores solo recientemente, y el objetivo de este trabajo es abordar en más detalle algunos aspectos de la modelación del comportamiento de estos materiales. Los conceptos básicos a considerar para el estudio del comportamiento de los elastómeros electro-sensibles en presencia de un campo eléctrico son la cinemática de los cuerpos al momento de la deformación, las ecuaciones de Maxwell para las variables de campo eléctrico en ausencia de campos magnéticos, corrientes libres y cargas eléctricas, y sin dependencia del tiempo; además de las leyes del balance de masa, la formulación Lagrangiana y la simetría de los materiales. Este trabajo consiste en estudiar el comportamiento de la segunda variación para tres problemas de valor de frontera por medio del software Mathematica con diferentes geometrías para los cuerpos electro-activos y diferentes vectores de campo eléctrico, considerando ademas algunos ejemplos simples de ecuaciones constitutivas para el material. La segunda variación, y en particular su signo, se estudió como criterio para predecir la aparición de inestabilidades electro-elásticas.

Determinar las características más importantes del cuasicristal icosaédrico y que son las que tienen mayor influencia en las propiedades de conducción de este material procedemos a sintetizar el cuasicristal Al64Cu23Fe13. La muestra es caracterizada por difracción de rayos X, espectroscopia Mossbauer y microscopía electrónica de barrido. Además se calcula el parámetro de red 6-dimensional obteniéndose A6D = 6,309A, que coincide con los valores reportados por otros laboratorios. La aperiodicidad de largo alcance evidenciada en el patrón´ de difracción nos sirve para plantear modelos unidimensionales cuasiperiodicos que describan ´ dicha característica del cuasicristal. A pesar que estos modelos unidimensionales nos permiten reconocer diferencias marcadas entre cuasicristales y cristales su comparación con experimentos ´ presenta fuertes limitaciones. Por ello se desarrolla un modelo tridimensional de la fase cristalina Al12Fe la cual es afín al cuasicristal ya que presenta semejanzas en su simetría local. Con ayuda de cálculos ab-initio (LMTO-ASA) logramos identificar elementos de los cuasicristales icosaédricos que describan en forma parcial su conductividad eléctrica. Finalmente, en base a los resultados teórico-experimentales obtenidos se indican los elementos que consideramos esenciales para la determinación de las propiedades electrónicas de cuasicristales. / Tesis

En este trabajo se exponen las primeras medidas de magnetorresistencia en películas de oro depositadas sobre mica en la configuración de MacDonald. En esta configuración el campo eléctrico es ortogonal al campo magnético y ambos campos están contenidos en el plano de la película. La señal de magnetorresistencia puede ser atribuida inequívocamente al scattering electrón-superficie rugosa. Las medidas fueron realizadas en un conjunto de cuatro películas delgadas de oro de distinto espesor. Las condiciones de fabricación de las películas permiten observar claramente el efecto del scattering electrón-superficie rugosa en distintos coeficientes de transporte. La medición de magnetorresistencia se efectuó utilizando el método de cuatro contactos a bajas temperaturas T (4 K ≤ T ≤ 50 K) bajo un campo magnético intenso B (1.5 T ≤ B ≤ 9 T), utilizando amplificadores sintonizados. Se observó una clara dependencia de la magnetorresistencia con el espesor de las películas. El cambio porcentual de resistividad debido a la acción del campo magnético a una temperatura de 4 K y a un campo magnético de 9 T son de 7% para la película más delgada (72 nm) y 21% para la películas más gruesa (266 nm). Se realizó una comparación entre teoría y experimento, donde la predicción teórica, basada en la ecuación de transporte de Boltzmann, no reproduce el comportamiento de la magnetorresistencia MacDonald. La predicción conduce a una magnetorresistencia negativa, mientras que el valor medido es positivo. La magnetorresistencia observada crece al aumentar el espesor de la muestra, contrariamente a lo predicho por la teoría.

En esta tesis se estudia el fenómeno que es conocido en la literatura como “efectos de tamaño y geometría en fenómenos de transporte”. En específico se estudia de qué manera la superficie rugosa, que limita la estructura metálica, afecta a las propiedades de transporte de carga cuando una o más de las dimensiones que caracterizan la estructura metálica se tornan comparables o inferiores al camino libre medio l de los portadores de carga en el grueso. Se analiza la teoría de transporte de Calecki, que proporciona una solución numérica para los coeficientes de transporte eléctrico como son la resistividad, la tangente de Hall y la magnetorresistencia transversal. La teoría de Calecki considera el efecto de scattering electrón-superficie rugosa desde primeros principios, usando el formalismo de la ecuación semiclásica de transporte de Boltzmann. El resultado es que la teoría proporciona una descripción adecuada de la resistividad en función de la temperatura, una descripción aceptable de la tangente de Hall en función del campo magnético a 4 K, pero predice una magnetorresistencia transversal a 4 K que es varios órdenes de magnitud menor que lo observado.

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Tesis para optar al Grado de Magíster en Manejo de Suelos y Aguas / Actualmente, la zona entre Copiapó y Santiago está bajo una sequía que genera dificultades en la producción frutícola. Copiapó tiene un clima desértico, con solo 22 mm de precipitación anual promedio, en tanto los suelos pueden ser clasificados como moderadamente salinos a extremadamente salinos, con una conductividad eléctrica (EC) medida en extracto de saturación (CEe) desde 2,5 a 19,1 dS m-1 . Los manejos de agua y sales en los cultivos de olivos han sido hechos sin la apropiada tecnología y supervisión, lo que puede causar una sobrestimación o subestimación del agua aplicada por los agricultores, causando hipoxia o salinización del perfil de suelo. Hay muchas formas de abordar este problema, la mayoría de ellas se enfocan en la resolución de un balance de masa y energía en el continuo suelo-plantaatmósfera. Una forma de resolver este balance es por medio de la simulación numérica con el software HYDRUS, el cual resuelve la ecuación de Richards para flujo de agua y la ecuación Advecto-Dispersiva para flujo de calor y transporte de solutos en el suelo. Por esto se propuso calibrar un balance de agua y solutos con HYDRUS, en una condición de suelo salina con olivos bajo riego por goteo y validarla con FDR dispuestos en la hilera de plantación bajo el sistema de riego. La metodología consideró la instalación de cinco FDR en un suelo estratificado (franco limoso a limo), donde se midió el contenido de agua volumétrico (WC) y la conductividad eléctrica de la solución (CEp). La WC y CEp se utilizaron para comprarlas con los valores simulados por HYDRUS, el cual fue parametrizado con curvas de retención de agua en el suelo, conductividad hidráulica saturada y soluciones inversas para cada horizonte del perfil de suelo. Se evaluó la raíz del error cuadrático medio relativo al promedio (RRMSE) y Nash entre otros estadísticos, como criterios de fiabilidad. Los resultados obtenidos muestran un RRMSE de 13,8% y 29% y un Nash de 0,64 y 0,72 para WC y CEp respectivamente. Estos resultados muestran que HYDRUS, con una calibración previa, es una herramienta alternativa para zonas áridas, donde puede simular el contenido de agua del suelo y la conductividad eléctrica de los poros con alta confiabilidad. / Currently, the zone between Copiapó and Santiago of Chile is under a severe drought, which generates difficulties in the fruit production. Copiapó city in the Atacama Region, presents a desert climate with only 22 mm of average annual rainfall. The soils can be classified as moderately saline to extremely saline, with an electrical conductivity (EC) measured in saturation extract (ECe) from 2.5 to 19.1 dS m-1 . The water and salt management in olive tree orchards in the Copiapó Valley is being done without the appropriate technology and supervision, which may causes a water overestimation by the farmers, causing hypoxia, or conversely a constant salinization of the soil profile. There are many forms to deal with this problem; most of them is focused on the resolution of a mass and energy balance in the continuum soil-plant-atmosphere. One of these methods is the numerical simulation with the software HYDRUS, which solved the Richard’s equation for water flux and the AdvectoDispersive equation for heat and solute transport in the soil. Accordingly, it was proposed to calibrate a water and solute balance with the HYDRUS model in a saline soil condition with olives trees under drip irrigation and to validate it with FDR disposed in the plant row under the drip irrigation system. The methodology considered the installation of five FDR sensors in a layered soil (loam to silty clay loam). It was measured the volumetric water content, (WC) and the solution electrical conductivity (ECp), comparing them with the simulated values from HYDRUS parametrized with soil water retention curve, saturated hydraulic conductivity and inverse solutions of each layer of the soil profile. It was evaluated the relative root mean square error (RRMSE) and Nash, between other statistics, as reliability criteria. The obtained results shown a RRMSE of 13.8% and 29% and a Nash of 0.64 and 0.72 for WC and ECp respectively. These results show that HYDRUS is an alternative tool for arid zones, where it can simulate the soil water content and pore electrical conductivity with high confiability.

Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Química y Biotecnología / Molybdenum(Mo)-doped ceria (CMO) nanoparticles were synthesized by the combustion method with three different Mo concentrations: 5 wt.%, 7 wt.% and 10 wt.%. The catalytic activity of CMO for wet gasification of carbon was studied in a fluidized bed reactor, while the mechanical and electrical properties of this material were characterized using dense sintered CMO pellets. The Young s modulus increases with the Mo content; the highest measured value is 340.3 GPa for CMO with 10 wt.% Mo. Measurements of Vickers microhardness demonstrate that an increase in the Mo content produces a decrease in the microhardness of the material, suggesting that Mo confers semimetallic characteristics to CMO. The highest fracture toughness value, determined by the Niihara equation, is 4.65 MPa m^0.5 for CMO with 10 wt.% Mo. In addition, an increase in the molybdenum content produces an increase in the electrical conductivity under air and H2 atmospheres. The maximum electrical conductivities under air and H2 are found for CMO with 10 wt.% Mo at 800 °C: 1.87x10^-3 S cm^-1 and 9.37x10^-1 S cm^-1, correspondingly. Therefore, CMO with 10 wt.% Mo shows good catalytic activity during carbon gasification. Based on its mechanical, electrical and catalytic properties, CMO 10 wt.% Mo was selected to perform electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements in symmetric-cells with CMO-based electrodes, and polarization curve measurements in SOFCs with CMO anode, YSZ electrolyte and LSM cathode. The area specific polarization resistance (ASPR) values measured in air and hydrogen-water atmospheres are 6.76 Ohm cm^2 and 5.68 Ohm cm^2 at 800 °C, respectively. These ASPR values are lower than those reported in the literature for the same system under study, which was related to the improve synthesis method proposed in this work (combustion method). The diffusion of gaseous oxygen was related to a Knudsen-type mechanism, while the diffusion of hydrogen-water was related to a mixed mechanism between molecular and Knudsen-type diffusion. The maximum electrical power density obtained in the SOFC (using CMO-YSZ as cell anode) was 48.9 mW cm^-2. This low value was related to cathode problems and inadequate SOFC fabrication procedures. The addition of molybdenum to cerium oxide improves its mechanical, electrical and catalytic properties, while the CMO anode in this work shows a lower polarization resistance compared to the results reported in the literature. These results show that the CMO is a good candidate for use as a carbon-air solid oxide fuel cell (CA-SOFC) anode. However, it is necessary to improve the SOFC fabrication method to determine if it is the reason for the low electrical power density obtained.

Abstract In many countries around the world, and even more so in developing countries, the problem of the use of end-of-life tires (NFU) is very much present, mainly because they lack selective collection and an adequate management system. The retreading method is the alternative process in NFU management, which consists of replacing the worn tread of a used tire, performing the reconstruction of its original structure. The scraping of the surface is the stage where all the waste that is obtained in the form of tire fibers (FN) and particles is generated. This type of waste can be valued as raw material to obtain pre-fabricated non-conventional building elements and low economic and environmental costs. In this work, tire residues have been used in the preparation of cement / pozzolan matrices and alkaline activation matrices. For this purpose different residues have been used: In the case of cementitious matrices, a residue of the petroleum industry has been used as pozzolan; The fluid catalytic cracking (FCC) as a 15% substitution of cement for this residue. In the case of geopolymeric mortars, two types of waste have been used as the precursor agent: FCC, and blast furnace slag (SC). On the other hand, and for the preparation of the activator solution, a mixture of sodium hydroxide and rice husk ash (CCA) has been used as the source of silica. In parallel, and for mortars with slag, sodium carbonate activator has been used as activator. In all previous systems, part or all of the aggregate has been replaced by FN, as an ecological option for the reuse of this material. The objective of this study is to evaluate the NFU from its application as FN in ultra-light binder mixtures based on portland cement and alkaline activated cement, so that many of its physical, mechanical, thermal and thermographic properties have been analyzed, To develop applications in civil engineering and building as is the case of microconcrete tiles. The use of FN decreases the density of the hardened mixtures and reaches the minimum values of compressive strength, collected by the standard for masonry pieces. On the other hand, the analysis of thermography and thermal conductivity show that the increase of FN in the dosage of mortars decreases the values of heat transmitted in the studied material, reaching lower values than in conventional concretes and similar to that of light concrete with clay expanded. / Resumen En muchos países del mundo y más aún en países en desarrollo está muy presente el problema generado por la presencia de los neumáticos fuera de uso (NFU), fundamentalmente porque carecen de una recogida selectiva y de un adecuado sistema de gestión. El método del recauchutado es el proceso alternativo en la gestión de NFU el cual consiste en sustituir la banda de rodadura gastada de un neumático usado, realizando la reconstrucción de su estructura original. El raspado de la superficie, es la etapa donde se genera la totalidad de los residuos que se obtienen en forma de fibras de neumático (FN) y partículas. Este tipo de residuos puede ser valorizado como materia prima para obtener elementos de construcción prefabricados no convencionales y de bajo coste económico y medio ambiental. En este trabajo se han usado residuos de neumáticos en la preparación de matrices de cemento/puzolana y matrices de activación alcalina. Para ello se han utilizado distintos residuos: En el caso de matrices cementicias se han utilizado como puzolana un residuo de la industria del petróleo; el catalizador gastado de craqueo catalítico (FCC) como una sustitución del 15% de cemento por este residuo. En el caso de los morteros geopoliméricos se ha usado como agente precursor dos tipos de residuos: el FCC, y la escoria de alto horno (SC). Por otra parte, y para la preparación de la disolución activadora se ha usado una mezcla de hidróxido sódico con ceniza de cáscara de arroz (CCA), como fuente de sílice. Paralelamente, y para los morteros con escoria, se ha usado como activador carbonato sódico. En todos los sistemas anteriores, se han sustituido parte o todo el árido por FN, como una opción ecológica para la reutilización de este material. El objetivo de este estudio es la valorización del NFU a partir de su aplicación como FN en mezclas conglomerantes ultraligeras con base de cemento portland y cemento activado alcalinamente, por lo que se han analizado muchas de sus propiedades, físicas, mecánicas, térmicas y termográfica, para desarrollar aplicaciones en la ingeniería civil y la edificación como es el caso de las tejas de microconcreto. El uso de FN disminuye la densidad de las mezclas endurecidas y alcanza los valores mínimos de resistencia a compresión, recogidos por la norma para piezas de mampostería. Por otra parte, el análisis de termografía y de conductividad térmica manifiestan que el incremento de FN en la dosificación de los morteros disminuye los valores de calor transmitido en el material estudiado, alcanzando valores menores que en hormigones convencionales y similares al del hormigón ligero con arcilla expandida. / Resum A molts països del món, i especialment en països en desenvolupament, està molt present el problema produït per la presència dels pneumàtics fora d'ús (NFU), principalment perquè els manca una recollida selectiva i amb un adequat sistema de gestió. El mètode del recautxutat és el procés alternatiu en la gestió de NFU, el qual consisteix en substituir la banda de rodament gastada d'un pneumàtic utilitzat, realitzant la reconstrucció de la seua estructura original. El raspat de la superfície és l'etapa on es genera la totalitat dels residus que s'obtenen en forma de fibres de pneumàtic (FN) i partícules. Aquest tipus de residus pot ser valoritzat com a matèria prima per a obtenir elements prefabricats no convencionals i de baix cost econòmic i mediambiental. En aquest treball s'han utilitzat residus de pneumàtics en la preparació de matrius de ciment/putzolana i matrius d'activació alcalina. Amb eixe objectiu, s'han utilitzat diversos residus: En el cas de matrius cementícies s'ha utilitzat com a putzolana un residu de la industria del petroli; el catalitzador gastat de craqueig catalític (FCC) com una substitució del 15% de ciment per aquest residu. En el cas dels morters geopolimèrics, s'han utilitzat com agent precursor dos tipus de residus: el FCC i l'escòria d'alts forns (SC). D'altra banda, per a la preparació de la dissolució activadora s'ha utilitzat una mescla d'hidròxid sòdic amb cendra de la corfa d'arrós (CCA) com a font de sílice. En tots els sistemes mencionats, s'ha substituït parcial o totalment l'àrid per FN, com una opció ecològica per a la reutilització d'aquest material. L'objectiu d'aquest estudi és la valorització del NFU a partir de la seua aplicació com FN en mescles conglomerants ultralleugeres amb base de ciment pòrtland i ciment activat alcalinament. Per aquest motiu, s'han analitzat moltes de les seues propietats, físiques, mecàniques, tèrmiques i termogràfiques, per a desenvolupar aplicacions en l'enginyeria civil i l'edificació, com ara les teules de microformigó. L'ús de FN disminueix la densitat de les mescles endurides i aconsegueix els valors mínims de resistència a compressió, recollits per la norma per a peces de maçoneria. D'altra banda, l'anàlisi de termografia i de conductivitat tèrmica manifesten que l'augment de FN en la dosificació dels morters disminueix els valors de calor transmès en el material estudiat, obtenint valors menors comparat amb els formigons convencionals i similars al formigó lleuger amb argila expandida. / Gudiel Rodríguez, ER. (2017). Utilización de residuos de Neumáticos Fuera de Uso en conglomerantes con base cemento portland y de activación alcalina para uso en prefabricados de bajo coste económico y medioambiental [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/91231